JP5772829B2 - 浄水カートリッジ、及びピッチャー型浄水器 - Google Patents
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Description
本願は、2011年6月10日に、日本に出願された特願2011−130692号および特願2011−130693号、2011年11月7日に、日本に出願された特願2011−243618号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、濾材浄水部と膜浄水部はそれぞれ製品寿命が異なるので、濾材浄水部と膜浄水部とを別々に交換できることが望ましい。さらに、浄水カートリッジを、ユーザーの要望に応じて濾材浄水部と膜浄水部とを併用するか否かを選択できるように構成し、さらに使い勝手のよいピッチャー型浄水器を提供することが望まれている。
また、ユーザーが濾材浄水部と膜浄水部とを併用するか否かを選択することができず、ピッチャー型浄水器の使い勝手が悪いという課題がある。
さらに、上述の従来技術にあっては、濾材浄水部と膜浄水部とが1つの筒状体内に収容されているので、濾材浄水部と膜浄水部とをそれぞれ別々に使用することができない。このため、濾材浄水部、又は膜浄水部の何れかの製品寿命に合せて両者を交換する必要があり、維持管理コストが増大してしまうという課題がある。
また、本発明は維持管理コストを低減でき、且つ使い勝手のよい浄水カートリッジ、及びピッチャー型浄水器を提供するものである。
(1)膜浄水部を収容する膜側ハウジングと、前記膜浄水部よりも下流側に配置された濾材浄水部を収容する濾材側ハウジングとを有し、前記膜側ハウジングと前記濾材側ハウジングとを、それぞれピッチャー本体に対して着脱自在に構成し、前記濾材浄水部の少なくとも一部は、前記膜浄水部における重力方向に対して直角となる水平方向の最外側部よりも外側に向かって突出した状態になっている浄水カートリッジ。
(2)前記膜浄水部と前記濾材浄水部とを直列に配置し、前記膜浄水部と前記濾材浄水部との間に、前記膜浄水部と前記濾材浄水部とを仕切り、且つ前記濾材浄水部の前記濾材側ハウジングからの脱落を防止するための仕切板を設けた(1)に記載の浄水カートリッジ。
(3)前記濾材浄水部にイオン交換体が用いられる(1)または(2)に記載の浄水カートリッジ。
(4)前記イオン交換体がH型陽イオン交換樹脂である(3)に記載の浄水カートリッジ。
(5)前記濾材浄水部にキレート樹脂が用いられる(1)または(2)に記載の浄水カートリッジ。
(6)長手方向に垂直な断面が同心円状となるように、前記膜浄水部と前記濾材浄水部とが直列に配置された(8)〜(5)の何れか一項に記載の浄水カートリッジ。
(7)前記膜浄水部を略柱状に形成すると共に、前記膜浄水部の前記水平方向の外側に前記濾材浄水部を配置し、前記膜浄水部と前記濾材浄水部との間に、空気排出路を設けた(1)〜(6)の何れか一項に記載の浄水カートリッジ。
(8)前記膜浄水部の外周、及び底部を取り囲むように前記濾材浄水部を配置した(1)〜(7)の何れか一項に記載の浄水カートリッジ。
(9)前記濾材浄水部の径方向中央に、被処理水を排水するための排出口を設けた(8)に記載の浄水カートリッジ。
(10)前記膜浄水部よりも前記濾材浄水部の方が寿命が長い(1)〜(9)の何れか一項に記載の浄水カートリッジ。
(11)(1)〜(10)の何れか一項に記載の浄水カートリッジを備えたピッチャー型浄水器。
また、ユーザーが濾材浄水部と膜浄水部とを併用するか否かを選択することが可能になり、使い勝手のよい浄水カートリッジを提供することができる。
さらに、ピッチャー本体に濾材浄水部、又は膜浄水部の何れか一方を選択的に装着することが可能になると共に、ピッチャー本体に、濾材浄水部、及び膜浄水部の両者を装着することも可能になる。このため、さらに使い勝手のよい浄水カートリッジを提供することができる。
そして、濾材浄水部の上流側に膜浄水部を配置した場合であっても、膜浄水部内に重力方向に貫通する空気排出路を形成することなく、膜浄水部の外側を空気排出路として設定することができる。このため、膜浄水部を略円筒状に形成する必要がなく、生産コストが増大してしまうことを抑えることができる。
さらに、膜浄水部と濾材浄水部との間に空気排出路を設けることにより、膜浄水部内に空気排出路を形成することなく、膜浄水部よりも下流側に存在する空気を確実に排気することができる。
また、膜浄水部と濾材浄水部との間に空気排出路を設けることにより、膜浄水部内に空気排出路を形成することなく、膜浄水部よりも下流側に存在する空気を確実に排気することができる。
さらに、膜浄水部の外周、及び底部を取り囲むように濾材浄水部を配置することにより、被処理水が通過する濾材の流路を長く設定することができる。このため、浄水カートリッジによる濾過性能を向上させ、且つ濾材の延命化を図ることができる。
さらに、例えば、排出口にメッシュシートや不織布を設ける場合も、排出口の開口面積が小さく設定される分、製造コストを削減することができる。
そして、排出口を濾材浄水部の外周寄りに配置する場合と比較して、濾材を偏りなく使用することができる。
(ピッチャー型浄水器)
次に、この発明の第1参考例を図1〜図3に基づいて説明する。
図1は、ピッチャー型浄水器1の部分断面側面図である。尚、以下の説明において、ピッチャー型浄水器1を使用可能に置いた状態(図1参照)で、水が落下する重力方向を下方向、その反対方向を上方向などと表現して説明する場合がある。
図2は、浄水カートリッジ3の分解側面図である。
同図に示すように、浄水カートリッジ3は、膜浄水カートリッジ9と、膜浄水カートリッジ9の周囲を取り囲むように形成された濾材浄水カートリッジ10とを有している。
膜浄水カートリッジ9は、上下両端に開口部11a,11bを有する略円筒状の第1ハウジング11内に膜浄水部である中空糸膜12を収容し、上側開口部11aをハウジング蓋体13により閉塞したものである。
メッシュシート15を設けることにより、取水口14を介して中空糸膜12が外部に排出されてしまうことを防止しつつ、第1ハウジング11内に被処理水を取り込めるようになっている。
ハウジング蓋体13は、深さの浅い有底円筒状に形成されたものであって、底壁13aを上側に向けた状態で第1ハウジング11の上側開口部11aを閉塞するように取付けられる。底壁13aには、複数の空気排出孔18が形成されており、これら空気排出孔18から中空糸膜12に含まれる空気が排出されるようになっている。
ポッティング部12aは、例えば熱硬化性樹脂の硬化により形成され、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、又は、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。
第2ハウジング21の周壁部22は、下側に開口部22aを有するように断面略U字状に形成されており、内周壁23と、外周壁24と、これら内周壁23の上端と外周壁24の上端とを連結するエンド部25とにより構成されている。
尚、内周壁23に刻設された不図示のネジ部、及び第1ハウジング11に刻設された雄ネジ部19は、テーパネジであることが望ましい。これにより、内周壁23と第1ハウジング11との間の液密性がより確実に確保される。
このような構成のもと、第2ハウジング21に第1ハウジング11を取付けた状態で、底壁26と膜浄水カートリッジ9との間に間隙20が形成される。この間隙20は、膜浄水カートリッジ9で処理された被処理水が流通される第1流路20aとして機能する。
すなわち、例えば、第1ハウジング11の材質として、ABS樹脂を選定した場合、第2ハウジング21の材質としては、ポリプロピレンを選定することが望ましい。このように構成することで、第2ハウジング21に第1ハウジング11を螺合させた際、第2ハウジング21が僅かに弾性変形し、この弾性変形した力を利用して第1ハウジング11と第2ハウジング21とを強固に固定することが可能になる。
仕切筒31により、周壁部22の内部は2つの部屋に区画される。すなわち、仕切筒31と外周壁24とエンド部25とにより濾材収容部32が形成される。また、仕切筒31と内周壁23とエンド部25とにより被処理水の流路となる第2流路33が形成される。この第2流路33は第1流路20aと連通しており、第1流路20aを流通する被処理水が第2流路33に流れ込む。
また、濾材収容部32の濾材37が充填されている箇所よりも上側は、空気溜まり部42を構成する。空気溜まり部42を形成することにより、流通口36から濾材収容部32内に被処理水をより円滑に取り込むことができるようになる。
濾材37としてイオン交換体を用いると、重金属を効率的に除去することができる。濾材37としてイオン交換体を用いる場合、鉛などの重金属の吸着性能に優れているH型陽イオン交換樹脂を用いることが好ましい。このようなH型陽イオン交換樹脂は、pHが8〜9である原水に用いることが好ましい。濾材37としてH型陽イオン交換樹脂を用いると、原水のpHが8より大きくても、濾材37による被処理水のpHは8以下となり、鉛は粒子状態よりもイオン状態で多く存在する。そのため、中空糸膜12を通過してしまい、除去できない場合がある。そのような場合には、膜浄水部である中空糸膜12よりも濾材浄水部である濾材37を下流側に配置すると、pHが8以下にならず、粒子状態の鉛の割合が増え、中空糸膜12でより多くの鉛粒子を除去することができるようになる。このようなH型陽イオン交換樹脂は、その処理水のpHが3〜8であるものを用いることが好ましい。
また、濾材37としてキレート樹脂を用いると、特定の金属イオンを捕捉することができる。濾材37としてキレート樹脂を用いる場合、鉛などの重金属を効率よく除去するイミノジ酢酸型のキレート樹脂が好ましい。
そして、濾材37を充填した状態で、周壁部22の開口部22aのうち、濾材収容部32に対応する部位に、前記濾材収容部32を閉塞する平面視略円環状のカバー38が設けられている。
前記カバー38には排水口39が形成されており、前記排水口39にメッシュシート41が設けられている。
具体的には、カバー38には、排水口39が浄水カートリッジ3の外周に沿って略円環状に形成されている。排出口39は図示しない8個の仕切板で仕切られている。但し、仕切板の数は8個に限られるわけではない。また、前記排水口39にメッシュシート41が設けられている。これにより、排水口39を介して濾材37が外部に排出されてしまうことを防止しつつ、排水口39から被処理水を浄水貯留部6に向かって排水できるようになっている。
次に、図1、図3に基づいて、ピッチャー型浄水器1の作用についてより詳しく説明する。
図3は、浄水カートリッジ3の一部断面側面図である。
図1、図3に示すように、ピッチャー型浄水器1を用いて浄水を行う場合、まず、ピッチャー蓋体4を外し、装着部8に浄水カートリッジ3を装着する。この後、水道水などの被処理水を上端開口部2aから原水貯留部5に供給する。
続いて、第2流路33から流通口36を介して濾材収容部32に被処理水が取り込まれる。この被処理水が濾材収容部32に収容されている濾材37で処理される。そして、排水口39から浄水が排水され、浄水貯留部6に貯水される。このとき、濾材37内に含まれる空気は、空気排出孔34から排気される。
まず、ピッチャー本体2に浄水カートリッジ3を装着する場合、予め膜浄水カートリッジ9と濾材浄水カートリッジ10とを組立てて一体化させておく。具体的には、膜浄水カートリッジ9の第1ハウジング11の下側開口部11bを、濾材浄水カートリッジ10の第2ハウジング21側に向け、この第2ハウジング21の内周壁23に第1ハウジング11を螺合させる。そして、第1ハウジング11の下端が内周壁23の係止爪23bに当接するまでねじ込むことにより、浄水カートリッジ3の組み立て作業が完了する。
このため、膜浄水カートリッジ9を濾材浄水カートリッジ10よりも上流側に配置した場合であっても膜浄水カートリッジ9を略円筒状に形成する必要がない。よって、浄水カートリッジ3の生産コストが増大してしまうことを抑えることができる。
さらに、浄水カートリッジ3の上下方向の配置スペースを省スペース化することにより、ピッチャー型浄水器1全体の大きさを変更せずに、浄水貯留部6の上下方向のスペースを大きく確保できる。このため、浄水貯留部6に貯水された浄水の水面が浄水カートリッジ3に到達するまでの貯水量を多くすることができる。すなわち、浄水の水面が浄水カートリッジ3に到達するまでの間、十分な浄化速度を確保することができ、使い勝手のよいピッチャー型浄水器1を提供することが可能になる。
膜浄水部の製品寿命とは、原水を膜浄水部で処理する際に、水の流量が初期流量よりも80%低下するまでの期間をいう。また、濾材浄水部の製品寿命を、鉛の濃度が0.15mg/Lである原水を濾材浄水部で処理した時に、浄水中の鉛の濃度が0.010mg/L以上となるまでの期間をいう。たとえば、膜浄水部である中空糸膜12の製品寿命が、濾材浄水部である濾材37の製品寿命よりも長い場合には、濾材37のみを交換すればよいので、浄水カートリッジ3の維持管理コストを抑えることが可能になる。
次に、この発明の実施形態を図4、図5に基づいて説明する。
図4は、実施形態における浄水カートリッジ53の分解側面図、図5は、実施形態における浄水カートリッジ53の部分断面側面図である。尚、第1参考例と同一態様には、同一符号付して説明する(以下の参考例についても同様)。
また、この実施形態において、膜浄水カートリッジ59の略円筒状の第1ハウジング61と、濾材浄水カートリッジ60の第2ハウジング71とが着脱自在に分割構成されている点、第1ハウジング61内に中空糸膜12が収容されている一方、第2ハウジング71の周壁部22に濾材37が充填されている点等の構成は、前述した第1参考例と同様である。
ここで、第2ハウジング71の周壁部72を構成する内周壁23に形成されている係止爪23bに、装着部58のOリング装着部84の下端が当接するようになっている。これにより、装着部58に対する第2ハウジング71の位置決めが行われる。
まず、浄水カートリッジ53の一方を構成している膜浄水カートリッジ59の着脱方法について説明する。この場合、装着部58の上側から膜浄水カートリッジ59を挿入する。すなわち、第1ハウジング61の下端を装着部58側に向けた状態で、装着部58内に第1ハウジング61を挿入する。そして、装着部58の拡径部83に、第1ハウジング61のOリング装着部81を当接させてピッチャー本体52への膜浄水カートリッジ59の装着作業が完了する。
また、ピッチャー本体52から膜浄水カートリッジ59を取り外すには、膜浄水カートリッジ59の装着作業と逆の作業を行えばよい。すなわち、膜浄水カートリッジ59を下側から上方に向かって押出すことにより、装着部58から膜浄水カートリッジ59を取り外すことができる。
つまり、例えば装着部58の外周面に不図示の雄ネジ部を刻設する一方、第2ハウジング71の内周壁23に雄ネジ部に螺合可能な不図示の雌ネジ部を刻設し、装着部58に第2ハウジング71をねじ込むように構成してもよい。このように構成することで、より確実に、装着部58からの第2ハウジング71の脱落を防止できる。
次に、この発明の第2参考例を図6に基づいて説明する。
図6は、第2参考例における浄水カートリッジ93の一部断面側面図である。
同図に示すように、第1参考例のピッチャー型浄水器1と、第2参考例のピッチャー型浄水器91との相違点は以下の通りである。
そして、第2ハウジング21のエンド部25には、濾材収容部122に対応する箇所と、第2流路123に対応する箇所とに、それぞれ空気排出孔124,125が形成されている。これにより、濾材収容部122、及び第2流路123に円滑に被処理水を取り込むことができる。ここで、第2流路123は、この下側の第2ハウジング21の開口部22aと仕切筒31との間に、排水口129が形成されているので、エンド部25の第2流路123に対応する箇所に、空気排出孔125を形成しなくてもよい。
続いて、被処理水は、濾材収容部122から仕切筒31に形成されている流通口36を介して第2流路123へと流れ込む。そして、第2ハウジング21の開口部22aと仕切筒31との間の排水口129から浄水が排水され、浄水貯留部6に貯水される。
次に、この発明の第3参考例を図7に基づいて説明する。
図7は、第3参考例における浄水カートリッジ103の一部断面側面図である。
同図に示すように、第1参考例のピッチャー型浄水器1と、第3参考例のピッチャー型浄水器101との相違点は以下の通りである。
第2ハウジング21の外周壁24は、この下端が底壁26よりも下方に向かって延出されている。そして、外周壁24の下端には、底壁26の下方を覆うように下部蓋体126が一体形成されている。これにより、下部蓋体126と底壁26との間にも濾材収容部132が形成される。すなわち、濾材収容部132は、底壁26、及び仕切筒31の周囲を取り囲むように略有底筒状に形成されている。
さらに、下部蓋体126には、径方向略中央に排出口139が形成されている。ここで、前述の第1参考例の排出口39は、浄水カートリッジ3の外周に沿うように略円環状に形成されていたが、この第3参考例の排出口139は、下部蓋体126の径方向略中央に形成されることから断面円形状になる。
このため、排出口139を介しての逆汚染を生じにくくすることができる。さらに、排出口139にメッシュシートや不織布を設ける場合も、排出口139の開口面積が小さく設定される分、製造コストを削減することができる。
また、同じ断面円形状の排出口を浄水カートリッジ103の外周寄りに配置する場合と比較して、濾材37を偏りなく使用することができる。さらに、排出口139を一箇所とすることにより、流姿をきれいにすることができる。
次に、この発明の第4参考例を図8に基づいて説明する。
図8は、第4参考例における浄水カートリッジ293の斜視図である。
ここで、前述の第1参考例の浄水カートリッジ3と、第4参考例の浄水カートリッジ293との相違点は、第1参考例の浄水カートリッジ3は、膜浄水カートリッジ9の周囲を取り囲むように、濾材浄水カートリッジ10が設けられているのに対し、この第4参考例の浄水カートリッジ293は、膜浄水カートリッジ299と濾材浄水カートリッジ200とが上下方向に直列に配置されている点にある。
第1ハウジング201の周壁には、取水204が径方向中央を中心にして両側に配置されるように、且つ上下方向に沿って3列に配置されるように形成されている。取水口204は、第1ハウジング201内に被処理水を取り込むためのものである。また、第1ハウジング201の下端には、後述のホルダ240にインロー嵌合可能なインロー部が形成されている。
ホルダ240は、上下両端に開口部を有する略円筒状のホルダ本体241を有している。そして、このホルダ本体241の上側開口部に、第1ハウジング201の下端に形成されたインロー部がインロー嵌合されている。
そして、仕切板246には、複数の流通孔(不図示)が形成されている。これら複数の流通孔の大きさは、被処理水を通過可能、且つ濾材237を通過不能となるように設定されている。
まず、予め第1ハウジング201に中空糸膜212を装着すると共に、第2ハウジング211の内部に濾材237を充填する。そして、第2ハウジング211に、ホルダ240を取付ける。このとき、第2ハウジング211とホルダ240との間に仕切板を配置し、第2ハウジング211の嵌合部244に、ホルダ240の嵌合部243を嵌合させるようにしてホルダ240を取付ける。
ここで、第2ハウジング211にホルダ240を介して第1ハウジング201を取付ける前の状態において、予め第2ハウジング211の開口部側の端面に仕切板246を取付けておくことにより、第2ハウジング211から濾材237が抜け落ちてしまうことを防止できる。
例えば、上述の第1参考例では、ピッチャー型浄水器1に浄水カートリッジ3を、上述の実施形態では、ピッチャー型浄水器51に浄水カートリッジ53を装着した場合について説明した。しかしながら、浄水カートリッジ3,53を、ピッチャー型浄水器1,51以外のさまざまな浄水器に採用することが可能である。
また、維持管理コストを低減でき、且つ使い勝手のよい浄水カートリッジ、及びピッチャー型浄水器を提供する事が出来る。
2,52 ピッチャー本体
3,53,93,103 浄水カートリッジ
8,58 装着部
9,59 膜浄水カートリッジ
10,60 濾材浄水カートリッジ
11,61 第1ハウジング(膜側ハウジング)
12 中空糸膜(膜浄水部)
20 間隙
20a 第1流路
21,71,121 第2ハウジング(濾材ハウジング)
221,271,211 第2ハウジング(濾材ハウジング)
30 空気排出路
33,123 第2流路
34,35,124,125 空気排出孔
37 濾材(濾材浄水部)
42 空気溜まり部
139 排出口
246 仕切板
Claims (11)
- 膜浄水部を収容する膜側ハウジングと、前記膜浄水部よりも下流側に配置された濾材浄水部を収容する濾材側ハウジングとを有し、前記膜側ハウジングと前記濾材側ハウジングとを、それぞれピッチャー本体に対して着脱自在に構成し、
前記濾材浄水部の少なくとも一部は、前記膜浄水部における重力方向に対して直角となる水平方向の最外側部よりも外側に向かって突出した状態になっている浄水カートリッジ。 - 前記膜浄水部と前記濾材浄水部とを直列に配置し、前記膜浄水部と前記濾材浄水部との間に、前記膜浄水部と前記濾材浄水部とを仕切り、且つ前記濾材浄水部の前記濾材側ハウジングからの脱落を防止するための仕切板を設けた請求項1に記載の浄水カートリッジ。
- 前記濾材浄水部にイオン交換体が用いられる請求項1または2に記載の浄水カートリッジ。
- 前記イオン交換体がH型陽イオン交換樹脂である請求項3に記載の浄水カートリッジ。
- 前記濾材浄水部にキレート樹脂が用いられる請求項1または2に記載の浄水カートリッジ。
- 長手方向に垂直な断面が同心円状となるように、前記膜浄水部と前記濾材浄水部とが直列に配置された請求項1〜5の何れか一項に記載の浄水カートリッジ。
- 前記膜浄水部を略柱状に形成すると共に、前記膜浄水部の前記水平方向の外側に前記濾材浄水部を配置し、前記膜浄水部と前記濾材浄水部との間に、空気排出路を設けた請求項1〜6の何れか一項に記載の浄水カートリッジ。
- 前記膜浄水部の外周、及び底部を取り囲むように前記濾材浄水部を配置した請求項1〜7の何れか一項に記載の浄水カートリッジ。
- 前記濾材浄水部の径方向中央に、被処理水を排水するための排出口を設けた請求項8に記載の浄水カートリッジ。
- 前記膜浄水部よりも前記濾材浄水部の方が寿命が長い請求項1〜9の何れか一項に記載の浄水カートリッジ。
- 請求項1〜10の何れか一項に記載の浄水カートリッジを備えたピッチャー型浄水器。
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